KR100341280B1 - 보온 전기요의 전자파 제거장치 - Google Patents

보온 전기요의 전자파 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발열체에 전류의 방향과 나선방향이 다른 전기 도선을 중첩시켜 전자파의 발생을 감쇄시키고 발열체에서 누설되는 전자파는 발열체를 포설한 전자파 흡수도체를 통해 접지로 흘려보내게 함으로써 전기요에서 발생하는 전자파의 95%이상을 제거하는 전자파 제거장치를 제공하며, 본 발명 발열체는 중심으로 부터 전기 절연성 심부 지지체, 나선상 내층도선, 중간 전기 절연층, 나선상 외층도선 및 피복 전기 절연층을 가지며, 내층도선과 외층도선은 외단을 접속하는 결선부를 가지며, 내층도선과 외층도선의 나선 방향은 전류의 방향을 기준으로 서로 반대 방향으로 배열하고, 전기요에 발열체를 포설하는 전자파 흡수도체를 구비하며, 상하의 전자파 흡수도체는 하나의 접지에 접속할 수 있도록 연결회로로서 연결한것을 특징으로하는 보온 전기요의 전자파 제거장치이다.

Description

보온 전기요의 전자파 제거장치 { ELECTRIC WAVE REMOVAL APPARATUS FOR ELECTRIC HEATING MATTRESS }
본 발명은 보온 전기요(또는 매트)에 관한 것으로서 전기 보온시 발생하는 전자파의 대부분을 제거할 수 있는 전자파 제거장치를 제공하려는 것이다.종래의 전기요는 커버 내부에 쿠션층, 발열층, 열 확산층, 지지 보호층 등을 적층하고, 발열층은 교류용, 직류용 또는 반파용 히터(15~20m/70~100Ω 또는 18m/22~30)를 열 확산층에 배열한 것으로서, 전기요의 발열 히터는 인가 전압과 소비전력에 비례하여 다량의 전기장과 자기장이 발생하는 것이었다. 전기요의 전자파를 줄이기 위하여 전기 도체 두 가닥을 꼬아서 히터로 사용하는 과거 진공관의 자기장 감쇄 기술이 사용되고 있으나 이와같은 기술만으로서는 전류 용량이 큰 전기요에서 실용적으로 전자파를 줄일 수 없는 것이었다. 즉, 종래 진공관은 공급 전력이 0.2~2w에 불과하여 두가닥의 히터를 꼬아주는 것 만으로도 진공관 내에서 자기장의 발생을 대부분 억제 할 수 있었으나 소비전력이 70~180w인 전기요에서는 아래 표1에 나타난 바와같이 실용성을 얻을 수 없는 것이었다.
즉, 종래 전기요의 전자파 제거장치는 히터 두가닥을 꼬아서 사용함에 따라 절연저항이 큰 피복재를 사용하게 되었으며, 두가닥이 꼬아진 히터는 표1과 같이 100v 1A의 전류를 흘렸을 때 (a)타입의 두가닥 폴리에틸렌 전기전연피복 꼬임 히터에서 15mG, (b)타입의 두가닥 꼬임을 가지는 코드상발열체에서 15mG, (c)타입의 전기절연체에 평행으로 배열한 발열체에서 30mG, (d)타입의 전열체 층 사이에 나선상의 권선을 조성한 발열체에서 8mG의 자속이 검출되었다.<표 1>표1의 (a),(b),(c)는 일본국 특허공보 특개평5-174953에 개시된 코드상 발열체이다.또한 표1과 같은 코드상 피복 전선의 경우 절연 피복재가 고열에서 쉽게 노화 또는 경화되고, 피복이 파손되어 감전 또는 합선 사고를 유발하며, 단단한 바닥에서 발열상태의 히터에 압력이 가해질 때 절연체의 찌그러짐으로 절연파괴가 발생하고, 침대에서 사용하고자 할 때 침대의 쿠션과 유동에 의해 발열선이 늘어나고 히터가 단선되는 등의 문제점을 가지는 것이었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하는 발명으로서,본 발명의 목적은 히터에서 발생하는 전기장의 방전장치와 누설 자기장의 감쇄장치를 동시에 설치하여 누설 전자기파를 극소화 하는 전기요의 전자파 제거장치를 제공함에 목적이 있다.본 발명 다른 목적은 중첩 권설되는 발열선의 전류 방향을 반대로 설정하여 누설 자기장을 감쇄시킴에 있어서, 발열체로서 가는 구리선을 조밀하게 권설함으로써 발열체 및 절연체의 열 부하를 감소시킴과 동시에 누설자기장을 95%이상 감쇄시켜 전기요에서 누설 자기장의 자속밀도를 2mG이하가 되게하는 전기요의 전자파 제거장치를 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 에나멜 절연코팅을 구비한 구리선을 조밀한 피치로 권설함으로써 권설 상태에서 선로의 길이가 짧아 짐을 방지여 발열선을 보호하고 누설자속 감쇄 효과를 극대화 하는 전기요의 전자파 제거장치를 제공함에 목적이 있다.
도1은 바이메탈 제어기를 사용하는 종래 전기요의 전원 회로도
도2는 전자식 제어기를 사용하는 종래 전기요의 다른 전원 회로도
도3은 바이메탈 제어기를 사용하는 본 발명 전기요의 접지 회로도
도4는 전자식 제어기를 사용하는 본 발명 전기요의 접지 회로도
도5는 바이메탈 제어기와 정류회로 및 평활회로를 사용한 본 발명 전기요의 접지회로도
도6은 전자식 제어기와 정류회로 및 평활회로를 사용한 본 발명 전기요의 접지회로도
도7은 본 발명 전기요의 요부 분해 사시도
도8은 본 발명 전기요에 사용되는 발열체의 일부 확대 절개 사시도
도9는 본 발명 발열체의 나선모양 사시도
도10은 본 발명 발열체의 요부 구성과 전개도
도11은 본 발명 발열체의 전류 흐름도
< 도면 주요 부호의 설명 >
30:도체 31:전기요 40:발열체 41,42:단자 43:내층도선 44:외층도선 45:결선부 46:지지체 47,47:전기 절연층
본 발명은 발열체(40)의 상하를 연결회로(31a)로 접속하고 접지(G)하여되는 전자파 흡수도체(31)로 포설하여 발열체에서 누설되는 전기장을 접지로 바이패스하고, 전기 절연성 그라스얀 심부 지지체(46)에 내층도선(43)을 권설하고, 다시 중간 전기 절연층(47)을 피복한 위에 외층도선(44)를 권설하고, 내층도선(43)과 외층도선(44)은 외단의 결선부(45)에서 접속하고, 나선상 도선(43,44)의 나선 방향이 전류방향을 기준으로 서로 반대 위상을 가지게 하여 발열체(40)에서 누설되는 자기장을 감쇄시키고, 외층도선(44)의 외면에 전기절연층(48)을 피복하여되는 것에 있어서,전기요에 전기장의 바이패스를 위한 접지 전자파흡수도체(31)와 누설 자기장 감쇄를 위한 나선상 내층도선(43)과 외층도선(44)을 동시에 구비하고, 에나멜 코팅처리된 직경 0.23mm내외의 구리선으로 상기 내층도선(43)과 외층도선(44)를 설치하고, 나선상으로 권설된 내층도선(43)과 외층도선(44)의 나선 피치를 1mm 전후로 조밀하게 배열한 보온 전기요의 전자파 제거장치 이다.
본 발명을 도면의 배열순으로 더욱 상세하게 설명하면 다음과같다.도1은 바이메탈 제어기를 사용하는 종래 전기요의 전원 회로도이다. 교류 전원(Vin)은 단자(16)를 통해 제어기(10)에 공급되고, 제어기의 출력 전류는 커넥터(C) 단자(18)를 통해 전기요(20)의 발열체(22)에 제공된다. 발열체(22)의 구동 전류는 제어기(10)의 제어 스위치(12)에서 단속되어 발열체(22)는 설정 온도 범위 내에서 발열하게 된다.도2는 전자식 제어기를 사용하는 종래 전기요의 다른 전원 회로도이다. 교류 전원(Vin)은 단자(16)를 통해 제어기(10)에 공급되고, 제어기의 출력 전류는 커넥터(C) 단자(18)를 통해 전기요(20)의 발열체(22)에 제공된다. 출력 전류는 제어기(10)의 아이시(14)에서 파형과 전류가 제어되며 발열체(22)는 파형이 제어된 전류에 의해 설정 온도 범위 내에서 발열하게 되는 것이다.
도3은 바이메탈 제어기를 사용하는 본 발명 전기요의 접지 회로도이다. 교류 전원(Vin)은 단자(16)를 통해 제어기(10)에 공급되고, 제어기의 출력 전류는 커넥터(C) 단자(18,19)와 단자(41,42)를 통해 전기요(30)의 발열체(40)에 제공된다. 발열체(40) 구동 전류는 제어기(10)의 제어스위치(12)에서 단속되어 발열체(40)는 설정 온도 범위 내에서 발열하게 되며, 전기요(30)에 분포시킨 전자파 흡수도체(31)는 커넥터(C)의 단자(32)와 단자(33) 및 제어기(10)의 전원 플러그를 통해 접지되어 전자파를 접지로 방출하는 것이다.
도4는 전자식 제어기를 사용하는 본 발명 전기요의 접지 회로도이다. 교류 전원(Vin)은 단자(16)를 통해 제어기(10)에 공급되고, 제어기의 출력 전류는 커넥터(C) 단자(18,19)와 단자(41,42)를 통해 전기요(30)의 발열체(40)에 제공된다. 발열체(40) 구동 전류는 제어기(10)의 아이시(14)에서 파형과 전류가 제어되며, 발열체(40)는 파형이 제어된 전류에 의해 설정온도 범위 내에서 발열하게 되며, 전기요(30)에 분포시킨 전자파 흡수도체(31)는 커넥터(C)의 단자(32)와 단자(33) 및 제어기(10)의 전원 플러그를 통해 접지되어 전자파를 접지로 방출하는 것이다.
도5는 바이메탈 제어기와 정류회로 및 평활회로를 사용한 본 발명 전기요의 접지회로도이다. 제어기(10) 단자(16)에 공급되는 교류 전원(Vin)은 브리지 정류기(B)에서 정류되고 평활회로(C1,R,C2)에서 평활된 다음 커넥터(C) 단자(18,19)와 단자(41,42)를 통해 전기요(30)의 발열체(40)에 제공된다. 발열체(40)의 구동 전류는 제어기(10)의 제어스위치(12)에서 단속되고 평활화된 직류로 발열체(40)를 구동하여 발열체(40)를 설정 온도 범위 내에서 발열시킨다. 전기요(30)에 분포시킨 전자파 흡수도체(31)는 커넥터(C)의 단자(32)와 단자(33) 및 제어기(10)의 전원 플러그를 통해 접지되어 전자파를 접지로 방출하는 것이다.
도6는 전자식 제어기와 정류회로 및 평활회로를 사용한 본 발명 전기요의 접지회로도이다. 제어기(10)의 단자(16)에 공급되는 교류 전원(Vin)은 브리지 정류기(B)에서 정류되고 평활회로(C1,R,C2)에서 평활된 다음 커넥터(C) 단자(18,19)와 단자(41,42)를 통해 전기요(30)의 발열체(40)에 제공된다. 발열체(40)의 구동 전류는 제어기(10)의 아이시(14)에서 전류가 제어되고 평활화된 직류로 발열체(40)를 구동하여 발열체(40)를 설정 온도 범위 내에서 발열시킨다. 전기요(30)에 분포시킨 전자파 흡수도체(31)는 커넥터(C)의 단자(32)와 단자(33) 및 제어기(10)의 전원 플러그를 통해 접지되어 전자파를 접지로 방출하는 것이다.
도7은 본 발명 전기요의 요부 분해 사시도이다. 도1내지 도6 또는 그 외의 다양한 제어기로부터 제어전류를 공급받는 전기요는 커버와 내부 쿠션층과 발열층과 열 확산층 등의 필요한 지지층 및 보호층을 구비하며 전기 요 넓이에 대응하여 본 발명 발열체(40)를 발열층에 분포시키고 또한 발열층 상하를 전자파 흡수도체(31)로서 포설한다. 상기 발열체(40)는 발열용 내층도선(43)과 외층도선(44)으로 중첩 배열하고 두 도선의 외단에 결선부(45)를 구성하여 발열과 동시에 전자파를 감쇄시킨 본 발명의 발열체이고, 상기 전자파 흡수도체(31)는 발열층과 분리되며 구리망, 구리선, 알미늄 박 등 전기 도체를 전기요 상하에 내장시켜 발열체(40)를 상하에서 감싸므로써 발열체(40)에서 누설되는 전자파를 흡수할 수 있게 하고 하나의 접지(G)에 접속할 수 있도록 연결회로(31a)를 설치 하였으며, 상기 발열체(40)와 전자파 흡수도체(31)는 전기요로서 일상적으로 접고 펴거나 침구 또는 매트로 사용할 수 있도록 유연성과 안정성을 구비하게 구성하는 것이다.
도8은 본 발명 전기요에 사용되는 발열체의 상세한 일부 확대 절개 사시도, 도9는 본 발명 발열체의 나선 모양 사시도. 도10은 본 발명 발열체의 요부 구성과 전개도로서 자계의 방향을 보여주고 도11은 도10과 다른 전류의 방향을 보여준다.발열체(40)는 다층으로 구성하며, 중심으로 부터 전기 절연성 심부 지지체(46), 나선상으로 감긴 내층도선(43), 중간 전기 절연층(47), 나선상으로 김긴 외층도선(44) 및 피복 전기 절연층(48)으로 구성하고, 내층도선(43)과 외층도선(44)은 외단(c,d)을 결선부(45)로 연결하여 전류는 내층도선(43)일측 내단 내단(a)에서 외층도선(44) 내단(b)으로 흐르거나 그 반대 방향으로 흐르도록 구성한다.상기 내층도선(43)은 도9와 같이 지지체(43)위에 나선상으로 감겨있고, 외층도선(44)은 마찬가지로 중간 전기 절연층(47)위에 나선상으로 감겨있다. 다만 두 도선(43,44)의 감기 방향은 도10과 같이 전류가 흐르는 방향을 기준으로 서로 반대 방향으로 감아 자계의 방향이 반대 위상으로 중첩되게 함으로서 전자파를 감쇄하게 하는 것이다.발열체(40)는 다층으로 구성하며, 중심으로 부터 전기 절연성 심부 지지체(46), 나선상으로 감긴 내층도선(43), 중간 전기 절연층(47), 나선상으로 감긴 외층도선(44) 및 피복 전기 절연층(48)으로 구성하고, 내층도선(43)과 외층도선(44)은 외단(c,d)을 결선부(45)로 연결하여 전류는 내층도선(43)일측 내단 내단(a)에서 외층도선(44) 내단(b)으로 흐르거나 그 반대 방향으로 흐르도록 구성한다.
상기 내층도선(43)은 도9와 같이 지지체(43)위에 나선상으로 감겨있고, 외층도선(44)은 마찬가지로 중간 전기 절연층(47)위에 나선상으로 감겨있다. 다만 두 도선(43,44)의 감기 방향은 도10과 같이 전류가 흐르는 방향을 기준으로 서로 반대 방향으로 감아 자계의 방향이 반대 위상으로 중첩되게 함으로서 전자파를 감쇄하게 하는 것이다.
이와같이 구성된 본 발명은 다층으로 구성한 발열체(40)의 내부 내층도선(43)과 외층도선(44)의 나선 방향이 전류방향을 기준으로 서로 반대 위상을 가지게 되어 전자파의 세기가 상쇄되는 것이고, 발열용 도선(43,44)은 발열체(40)내부에 나선상으로 권설되어 발열체(40) 길이 방향에 대한 코일스프링 형의 신축성을 가지게 되므로 전기요를 일상적으로 접고 펴거나 침구로 사용할 때 도선의 피로 및 도선의 신장에 의한 절단을 방지할 수 있는 것이고, 내층도선(43)과 외층도선(44)은 나선의 피치를 1mm 내외로 구리선을 조밀하게 배열하여 도체의 길이를 길게함으로써 발열 도선의 열 부하를 감소시키고 동시에 누설자기장을 95%이상 감쇄하는 것이고, 내층도선(43)과 외층도선(44)은 에나멜 코팅처리된 직경 0.23mm내외의 구리선을 사용함으로으로써 조밀한 도선 피치 상태에서 구리선 간의 접속으로 인한 전기도체 길이의 단축을 방지하여 발열 도체를 보호하고 동시에 누설자기장 감쇄효과의 감소를 방지하는 것이다.
실시예 1발열체(40) 실시예 규격은 아래와 같다.항목 크기 비고
심부 지지체 직경 1mm 그라스얀
내,외층 도선 직경 0.23mm 절연코팅 구리선
도선의 나선피치 간격 0.8mm 개략 측정치
중간전기절연층 피복상태 직경 2.2mm 실리콘수지 압출피복
피복전기절연층 피복상태 직경 3.4mm 내열성 피브이시 압출피복
<누설자기장의 측정>실시예 1의 발열선에 100v 1A의 전류를 흘렸을때 누설자기장은 1.5 mG였다.실시 예1에서 전기 절연성 심부 지지체(46)는 직경 1mm 그라스얀을 사용하여 내열성과 전기절연성과 유연성을 유지시켰다. 지지체(46)에 감는 내층도선(43)과 중간 전기 절연층(47) 위에 감는 외층도선(44)은 직경 0.23mm의 절연코팅 구리선을 사용하였다. 도선의 코팅층은 나선상으로 배열된 도선이 서로 겹칠 때 도체의 유효 길이가 짧아지는 것을 방지하기 위한 것이다. 내층도선(43)위에 조성하는 중간 절연층(47)은 압출기에서 실리콘수지를 압출하여 피복하며 피복후 직경은 2.2mm이었다. 피복 전기 절연층(48)은 외층도선(44)위에 내열성 피부이시를 압출하여 조성하며 절연층(48) 조성 후 발열체(40)의 직경은 3.4mm이었다. 이와같은 실시예 발열체(40)는 발열과 동시에 전자파를 감쇄할 뿐 아니라 내층도선(43)이 그라스얀 심층 지지체(46)와 실리콘수지 절연층(47) 사이에 지지되고, 마찬가지로 외층도선(44)이 실리콘수지 절연층(47)과 피브이시 전기절연층(48)사이에 지지되어 발열상태, 가압상태, 굴신상태, 인장상태에서 모두 안전하게 보호되는 것이다.
상기와 같이 본 발명은 히터에서 발생하는 전기장의 방전장치와 누설 자기장을 감쇄장치를 동시에 설치하여 누설 전자기파를 극소화 하는 전기요의 전자파 제거장치를 제공하고, 중첩 권설되는 발열선의 전류 방향을 반대로 설정하여 누설 자기장을 감쇄시킴에 있어서 발열체로서 가는 구리선을 조밀하게 권설함으로써 발열체 및 절연체의 열 부하를 감소시킴과 동시에 누설자기장을 95%이상 감쇄시켜 전기요에서 누설 자기장의 자속밀도를 2mG이하가 되게하며, 에나멜 절연코팅 구리선을 발열선으로 사용함으로써 권설 상태에서 선로 길이가 짧아 짐을 방지여 발열선을 보호하고 누설자속 누설자속 감쇄 효과를 극대화하는 전기요의 전자파 제거장치를 제공하는 것이다.

Claims (2)

  1. (2차 정정) 발열체(40)의 상하에 연결회로(31a)로 접속하고 접지(G)하여되는 전자파 흡수도체(31)로 포설하여 발열체에서 누설되는 전기장을 접지로 바이패스하고, 전기 절연성 그라스얀 심부 지지체(46)에 내층도선(43)을 권설하고, 다시 중간 전기 절연층(47)을 피복한 위에 외층도선(44)를 권설하고, 내층도선(43)과 외층도선(44)은 외단의 결선부(45)에서 접속하고, 나선상 도선(43,44)의 나선 방향이 전류방향을 기준으로 서로 반대 위상을 가지게 하여 발열체(40)에서 누설되는 자기장을 감쇄시키고, 외층도선(44)의 외면에 전기절연층(48)을 피복하여되는 것에 있어서, 전기요에 전기장의 바이패스를 위한 접지 전자파흡수도체(31)와 누설 자기장 감쇄를 위한 나선상 내층도선(43)과 외층도선(44)을 동시에 구비하고, 에나멜 코팅처리된 직경 0.23mm내외의 구리선으로 상기 내층도선(43)과 외층도선(44)를 설치하고, 나선상으로 권설된 내층도선(43)과 외층도선(44)의 나선 피치를 1mm 전후로 조밀하게 배열하여 되는 보온 전기요의 전자파 제거장치.
  2. (정정) 제1항에 있어서, 중간 전기절연층(47)을 실리콘수지로, 피복 전기절연층(48)을 내열성 피브이시로 구성한 보온 전기요의 전자파 제거장치.
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